Acetato di cellulosa: caratteristiche, proprietà, tipologie e utilizzo

L’acetato di cellulosa appartiene alla famiglia delle resine cellulosiche comprendente cinque composti termoplastici: nitrato di cellulosa, acetato di cellulosa, acetato butirrato di cellulosa, etilcellulosa e acetato propionato di cellulosa. Le resine cellulosiche in generale, a differenza delle altre materie plastiche, vengono ottenute per semplice modificazione chimica del polimero naturale cellulosa, una sostanza organica molto diffusa in natura.

L’acetato di cellulosa (plastica) ha l’aspetto di una polvere bianca o di fiocchi inodori, insapori, non tossici e non infiammabili.

Le caratteristiche dell’acetato di cellulosa

Le principali caratteristiche della plastica acetato di cellulosa sono:

• ottima processabilità, a condizione che si eviti un eccessivo riscaldamento e si ponga una particolare attenzione all’essiccamento dei granuli. Le temperature di lavorazione variano tra i 160 e i 230°C. Le tecniche di trasformazione usate sono: estrusione, iniezione, colata, soffiaggio, compressione e laminazione. Il processo di trasformazione può partire da granuli, tubi, bandelle, blocchi o lastre;
• versatilità: l’acetato di cellulosa è un materiale estremamente versatile poiché, durante le varie lavorazioni, viene scaldato e risolidificato a seconda delle necessità;
• buona tenacità;
• resistenza all’urto;
• stabilità a temperatura ambiente;
• resistenza alla scolorazione se esposta alla luce solare.

Il materiale può essere prodotto in un’ampia gamma di colori, tanto in forma trasparente, quanto in forma translucida.

Le tipologie di acetato di cellulosa: artificiale, naturale, semisintetica

L’acetato di cellulosa può essere anche una fibra artificiale, di origine naturale, semisintetica. Tali fibre si chiamano fibre cellulosiche perché vengono ottenute trattando la cellulosa naturale (quella che costituisce le fibre vegetali) di piante ad alto fusto come faggio, eucaliptus, conifere ecc; questa viene trasformata e sciolta con solventi, e successivamente filata sotto forma di fibra tessile o in filo continuo, oppure in fiocco (fibra discontinua). Tutte le fibre cellulosiche oggi sono denominate rayon. A parte il rayon alla nitrocellulosa, l’acetato di cellulosa è l’unica fibra artificiale di origine vegetale costituita da esteri della cellulosa, cioè da un derivato chimicamente diverso dalla cellulosa originaria, che viene poi lavorata con l’uso di sostanze chimiche in laboratorio. Gli altri tipi di rayon sono invece costituiti da cellulosa rigenerata, che è chimicamente uguale a quella naturale. Le fibre tessili artificiali vengono anche denominate fibre di cellulosa, fibre cellulosiche, fibre di cellulosa rigenerata, materiali bio-based o bioplastica.

Proprietà delle fibre di acetato di cellulosa

Le principali proprietà delle fibre di acetato sono le seguenti:

• resistenza ai solventi organici: si dissolvono completamente in acetone, DMF e acido acetico glaciale, ma non in tetracloroetilene o etanolo;
• resistenza agli alcali: il valore del pH della soluzione trattata con fibra di acetato non deve superare 7;
• resistenza agli acidi: l’acido solforico comune, l’acido cloridrico e l’acido nitrico non influenzano la resistenza, la lucentezza, e l’allungamento della fibra entro però un certo intervallo di concentrazione; se tali acidi sono molto concentrati la fibra di acetato può dissolversi;
• cromaticità: i coloranti più adatti per le fibre di acetato sono coloranti dispersi a basso peso molecolare. Le fibre di acetato tinte con coloranti dispersi presentano un colore brillante, una tinteggiatura uniforme, un alto tasso di assorbimento del colorante, ed un cromatogramma completo.

Gli impieghi dell’acetato di cellulosa

Come prodotto biodegradabile, l’acetato di cellulosa si presta a diversi impieghi, sia come fibra artificiale, che rappresenta l’utilizzo più consistente (vedi tabella 3), sia come materiale plastico con l’aggiunta di additivi:

• filtri per sigarette (utilizzo come fibra):
• industria tessile e dell’abbigliamento (utilizzo come fibra):
• base per film per fotografia;
• etichette: si tratta di etichette stampate su carta prodotta da pasta di legno derivante da piantagioni. Possono essere pellicole in film trasparente oppure bianco lucido;
• imballaggio: nel mercato dell’imballaggio l’acetato di cellulosa rappresenta una nicchia, ma è un impiego non trascurabile. L’acetato di cellulosa si presta particolarmente per confezioni a valva per pastiglie, confezioni per supposte, ovuli e compresse ad uso medicinale; si presta anche per il confezionamento di lampadine, viti, tasselli, o per la produzione di scatole di contenimento di articoli da regalo;
• altri vari: nastri premio (es. coccarde per eventi equestri, premi aziendali), nastri pubblicitari, montature per occhiali, carte da gioco (come fibra), serbatoi di inchiostro per pennarelli, bottoni, fibbie, giocattoli, pettini, forcine per capelli, penne stilografiche, penne a sfera, manici di parapioggia, squadre, righelli ed altri articoli per disegnatori, tasti per macchine da scrivere e calcolatrici, pulsanti per comandi elettrici, manopole per leve meccaniche, particolari di elettrodomestici, tacchi per scarpe, manici di coltelli, membrane per sistemi di filtrazione (come fibra), paralumi, parabrezza, parti di maschere protettive, contenitori soffiati.

Il mercato dell’acetato di cellulosa

Il mercato mondiale dell’acetato di cellulosa ha raggiunto nel 2021 il valore di 5,2 miliardi di dollari (dato comprensivo di plastica e fibre), con un tasso di crescita del 2,8% medio annuo nell’arco dell’ultimo decennio, ed una flessione nel 2020 in relazione all’impatto pandemico.